Desde su presentación en la película de 1977 "Star Wars, "La Estrella de la Muerte sigue siendo una de las figuras más icónicas de la ciencia ficción. La imagen de la destrucción de Alderaan a manos del superláser de la Estrella de la Muerte está grabada en la memoria de millones de fanáticos.

Los científicos y los expertos en láser han sostenido que este superhaz nunca podría funcionar debido a las propiedades de los láseres; la teoría dice que, en lugar de converger y combinar su energía, los rayos simplemente se atravesarían entre sí.

Eso era cierto, hasta ahora. Un equipo de investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) agregó un plasma, una mezcla cargada de iones y electrones libres, al concepto y combinó con éxito varios láseres separados en un superhaz. Este trabajo fue publicado recientemente en Física de la naturaleza , y es el siguiente paso en los 50 años de historia de LLNL de liderazgo en investigación y desarrollo de láser.

Si bien este superhaz no es tan "super" como el que se muestra en la ciencia ficción, se erige como un logro importante:por primera vez, nueve de los 192 rayos láser de la Instalación Nacional de Ignición (NIF) se combinaron para producir un pulso de luz dirigido que era casi cuatro veces la energía de cualquiera de los rayos individuales. Aprovechando la experiencia de LLNL en investigación y desarrollo de óptica, el equipo utilizó una óptica de plasma diseñada por Livermore para combinar los haces y producir esta primera demostración de este tipo.

En ciertas configuraciones experimentales, los objetivos solo pueden ser conducidos por un solo rayo. Cada haz tiene un límite en la cantidad de energía que puede entregar. Combinando múltiples haces en uno, El combinador de haces de plasma de LLNL puede romper ese límite y llevar estos experimentos a nuevos regímenes físicos. Se espera que los haces con alta energía y fluencia desarrollen una gama de aplicaciones que incluyen fuentes avanzadas de rayos X y estudios de la física a intensidades extremas.

"En sistemas láser de alta energía, que utilizan ópticas sólidas convencionales, la fluencia máxima (densidad de energía) está limitada por el daño del material, "dijo Robert Kirkwood, el autor principal del artículo y el líder programático de la campaña. "Debido a que un plasma es inherentemente un material de alta densidad de energía, no lo destruyes. Puede manejar intensidades ópticas extremadamente altas ".

"La combinación de haces se ha realizado recientemente con láseres de estado sólido, pero estaba limitado por la óptica estándar típica, "agregó Scott Wilks, coautor y uno de los diseñadores de la campaña. "Debido a esta óptica de plasma, podemos poner una gran cantidad de energía en un espacio y tiempo muy pequeños:energía seria, en un haz bien colimado (enfocado) ".

La investigación y el desarrollo del láser están introduciendo nuevos regímenes de potencia y energía, que están limitados por la óptica convencional de estado sólido. Sin embargo, el uso de una óptica de plasma podría parecer contradictorio.

"El plasma es generalmente malo para los láseres, es la pesadilla de nuestra existencia. El equipo ha dado la vuelta a eso y está aprovechando intencionalmente los plasmas para obtener un beneficio, "dijo Brent Blue, coautor y director del programa de Aplicaciones de Seguridad Nacional en NIF.

El plasma generalmente crea inestabilidades cuando se combina con rayos láser intensos. Sin embargo, controlando una inestabilidad que provoca la transferencia de energía cuando los rayos se cruzan, los investigadores pudieron combinar la energía de múltiples haces en un solo haz poderoso.

"Sabemos que el plasma puede desviar la luz y cambiar la dirección del flujo de energía, pero ha sido difícil hacerlo de una manera muy precisa, ", Dijo Kirkwood." Aquí hemos demostrado que podemos controlar las inestabilidades ópticas en el plasma para que, en lugar de dispersar energía al azar, lo ponen donde queremos y lo hacen con buena colimación y alta intensidad, produciendo un rayo brillante que se puede enviar a otro objetivo. Ahora podemos controlar y predecir lo que hace el plasma, con bastante precisión ".

La transición a un nuevo material óptico con un umbral de daño mucho más alto que cualquier otro usado antes abre la puerta a intensidades y energías más altas. Viendo hacia adelante, el equipo planea ampliar el experimento con la esperanza de combinar hasta 20 haces en uno.